Ro-Ro gemi operasyonlarında optimizasyon modeli

Abstract

Ürün taşıması, tahliye ve yükleme yerleri, yük özellikleri ve taşıma maliyetleri gibi farklı kriterler dikkate alınarak hava, deniz, kara ve demiryolu taşımacılığının en uygun araçlarıyla gerçekleştirilmektedir. Taşıma modlarında maliyet bakımından avantaj sağlayan deniz yolu taşımacılığı, diğer taşımacılık yöntemlerinden daha çok tercih edilmektedir. Deniz yolu taşımacılığında büyük miktarda yüklerin tek seferde taşınması sağlanmakta ve büyük miktarda mal ticareti yapmak isteyen müşteriler deniz yolunu tercih etmektedir. Konteyner, araç, dökme yük, genel yük, proje yük ve sıvı yük gibi pek çok ürün grubu deniz yolu taşımacılığı ile müşterilere ulaştırılmaktadır. Türkiye boğazlar sayesinde stratejik bir konuma sahiptir. Bu sebeple Türkiye'de deniz yolu taşımacılığı önemli bir sektördür. Türkiye, hem kısa mesafe deniz taşımacılığı hem de uluslararası deniz yolu taşımacılığında sektörel olarak önemli bir yer tutmaktadır. Deniz yolu taşımacılığının en hareketli olduğu alanlardan biri olan ve Roll on-Roll off (Ro-Ro) olarak bilinen araç taşımacılığı, uluslararası sıfır otomobil ihtiyacındaki artış ile beraber yaygınlaşmaktadır. Özellikle son zamanlarda Uzak Doğu ülkelerinin üretimi olan araçların maliyetinin düşük olması ve Avrupa'da talep görmesinden dolayı Ro-Ro taşımacılığına yeni servisler eklenmektedir. Ro-Ro yükleri, deniz yolu taşımacılığında pek çok avantaja sahiptir. Yeni otomobiller, otobüsler, kamyonlar, kamyonetler, römorklar, iş makinaları vb. sürülebilir yüklerin deniz yoluyla kolaylıkla taşınması için Ro-Ro gemileri çok katlı otoparklar şeklinde özel olarak tasarlanmıştır. Standart dışı yükler için ayarlanabilir yükseklikli katlara ve yüksek taşıma kapasitesine sahip olması Ro-Ro yüklerinin taşınmasında esneklik sağlamaktadır. Ambar üstü istifleme yapılmadığı için yüklerin seyahat boyunca iklim ve çevre koşullarından kaynaklı hasarlanma riski yoktur. Bu gemiler, diğer tür gemilere göre daha hızlı seyir yapmakta ve limandaki operasyonları da daha hızlı bitmektedir. Ro-Ro gemilerinin kapakları, rıhtım yüksekliğinin uygun olduğu rıhtımlara kolaylıkla açılabilmektedir. Ro-Ro gemilerinin operasyonlarında limanda ekipman vb. makineler kullanılmadığı için yüksek bir başlangıç yatırımı gerektirmemektedir. Ro-Ro sürecinde en yüksek maliyeti ise personel giderleri oluşturmaktadır. Müşteri ve acenteler ile sözleşmeler ve maddeler belli olduğunda Ro-Ro operasyonlarına ait süreçler başlamaktadır. İlk adım olarak gemilerle anlaşmalı limanlarda gemi acentesi geminin tahmini varış zamanını (ETA) bildirmektedir. Liman operasyonlarının yönetiminde terminal operasyon sistemi (TOS) üzerinden işlemler yapılmaktadır. Liman planlama ve operasyon departmanları, TOS üzerinden ilgili işlemleri gerçekleştirmekte ve süreçleri takip etmektedir. Liman planlama departmanı, Ro-Ro gemilerinin limandaki tahliye-yükleme sayısının kesinleşmesinin ardından listeleri sisteme girmektedir. Listelerdeki yük türlerine ve adetlere bakılarak, geminin hangi rıhtıma yanaşacağı ve tahliye-yükleme yapılacak araçların hangi sahalara alınacağı belirlenmektedir. Saha planlamada firma bilgilerine ve araçların özel grupaj isteklerine göre planlama yapılmaktadır. Liman işletmesinde gemi operasyonunu yapacak ekipte; şoför, trafikçi, servis aracı ve şoförleri, park alanı yanaştırıcısı, hasar kontrol ekibi, bağlama ve çözme personelleri ve ekip lideri yer almaktadır. Geminin yanaşması ve kontrollerinin tamamlanmasının ardından operasyon başlatılmaktadır. Yük sabitlemesi yapılan araçların çözülmesi sağlanmaktadır. Trafik görevlileri geminin güvertesine ve liman güzergahına göre yerleştirilmektedir. Sürücüler araçları gemiden liman sahasına veya sahadan gemiye taşımakta, servis araçları ise sürücüleri kaldıkları yerden başladıkları yere geri götürmektedir. Tahliye edilen veya kapıdan limana giren araçlar hasar kontrol ekipleri tarafından kontrol edilip hasar tespit edilmesi halinde müşterilere bilgi verilmektedir. Araçların park etme işlemi yanaştırıcı personel ile gerçekleştirilmekte ve alandan kazanç elde etmek için araç aralarının dar tutulması gerekmektedir. Yanaştırıcı personeller, el işaretleri yardımıyla şoförler ile iletişim kurmakta ve araçları park ettirmektedir. Yanaştırıcı personel sayesinde olası hasarların önüne geçilmektedir. Yüklenecek araçlar, tahliye limanına ve kargo plana uygun olarak yüklendikten sonra, yolculuk sırasında zarar görmemesi için bağlama işlemleri gerçekleştirilmektedir. İşlemler tamamlandıktan sonra gemi kalkışa hazır hale gelmekte ve gerekli izinler alındıktan sonra gemi kalkış yapmaktadır. Gemi operasyonları haricinde gemiden gelen araçların çıkışı veya gemiye yüklenecek araçların limana giriş süreçleri bulunmaktadır. Bu operasyonlarda liman kapısı üzerinden araç girişi ve çıkışı olmaktadır. İhracatı gerçekleşen araçların bilgilerinin limana iletilmesi sonucu tırlar limana giriş yapabilmektedir. Gemiden gelip kapıdan çıkacak ithalat araçların ise ödeme ve gümrük işlemlerinin tamamlanmasına müteakip araçlar çıkış yapabilmektedir. Araçları taşıyan tırlar taleplerinin aktif olması halinde ikili çevrim yaparak araç getirip limandan araç çıkartabilmektedir. Uluslararası Ro-Ro taşımacılığında rakiplerin önüne geçmek için son gelişmeleri takip etmek ve süreç verimliliğini artırmak önemlidir. Ro-Ro yüklerinin elleçlendiği limanlarda süreçleri yönetmek için kullanılan çoğu terminal operasyon sistemi, tahliye ve yüklemeye ilişkin operasyonel ve ticari kayıtların tutulmasından öteye gidememektedir. Optimizasyona yönelik bir çalışma için ciddi bir yazılım yatırımı gerektiğinden liman işletmecileri planlama süreçlerini manuel olarak devam ettirmektedir. Sadece Ro-Ro gibi aynı tip yükleri elleçlemede uzmanlaşmış limanların yanı sıra konteyner, Ro-Ro, genel yük gibi farklı yüklerin elleçlendiği çok amaçlı limanlar da bulunmaktadır. Çok amaçlı limanlar, aynı alan içerisinde her yük tipine göre ayrı bir akış izlenmesi sebebiyle karmaşık bir planlamayı gerektirmektedir. Planlama ve operasyonel kararlarda sadece bu işten sorumlu kişilerin tecrübesinin dayanak alınması süreç ve operasyon verimliliği açısından sürdürülebilir görünmemektedir. Bu çalışmada Kocaeli ilinde faaliyet gösteren çok amaçlı bir liman işletmesinin süreçleri incelenmiştir. Kişi inisiyatifine ve tecrübesine dayalı olarak planlanan tahliye ve yükleme operasyonlarından toplanan verilerin matematiksel bir modele dönüştürülmesi ve model çözümünden elde edilen sonuçların doğrulanması amaçlanmaktadır. Çalışmanın gerçekleştirildiği liman tesisinde Ro-Ro gemilerinin yanaşabileceği yedi adet rıhtım bulunmaktadır. Ro-Ro gemilerinin hangi rıhtıma yanaşacağı ve gemiden tahliye edilecek ve yüklenecek araçların hangi sahalara alınacağı kararı planlamacı tarafından belirlenir. Gemiden tahliye edilecek ve yüklenecek araçlar için saha planlaması yapılırken operasyon süresi en aza indirilmeye çalışılmaktadır. Tahliye ve yükleme işlemleri sırasında iş makinaları, kamyon, treyler vb. yüklerin sürüş hızı düşük olduğundan gemiye en yakın sahaya planlama yapılması gerekmektedir. Örnek bir gemi verisinden elde edilen bir problemde tahliye edilecek ve yüklenecek on yedi yük grubu bulunmaktadır ve bunlar iş makineleri, aksamlar, otomobiller, römorklar, kamyonlar vb. yük türlerini içermektedir. Modelde, saha kapasiteleri, sahaların rıhtıma uzaklıkları, yük gruplarının elleçlenme hızları ve yan hizmetler göz önünde bulundurularak gerekli kısıtlar oluşturulmuştur. Ro-Ro gemilerinden tahliye edilecek ve yüklenecek araçların ne kadarının hangi sahalara alınacağı ve geminin hangi rıhtıma yanaştırılacağı sorularına General Algebraic Modeling System (GAMS) programında oluşturulan bir tam sayılı programlama modeli ile cevap aranmıştır. Geminin yanaştırılması için yanaşabileceği rıhtımlardan bir tanesinin seçilmesi ve bu problemde ikili bir sistem kurulması gerektiğinden tam sayılı programlama yöntemi kullanılmıştır. Modelin çözümünde geminin hangi rıhtıma yanaştırılması gerektiği, araç gruplarının hangi sahalara kaçar adet istiflenmesi gerektiği ve operasyon süresinin kaç saat süreceği sonuçlarına ulaşılmaktadır. GAMS programında çalıştırılan optimizasyon modelinin sonuçları ile manuel planlama verileri karşılaştırıldığında optimizasyon modelinin manuel plana göre 13% daha iyi sonuç verdiği gözlemlenmiştir. Modelden elde edilen sonuçlara bakılarak liman yönetimi, geminin hangi rıhtıma yanaşacağını, dolu olan sahalarda değişiklik yaparak bunun model sonucunda nasıl bir etki yaratabileceği ve sahalara atanan araçların dağılımını değerlendirilebilir ve personel planlaması yapılabilir. Bu model Ro-Ro taşımacılığı yapan limanlarda terminal operasyon sistemleri ile beraber entegre edilerek liman süreçlerine uyarlanabilir ve geliştirilebilir.